铝硅矿物的热行为及铝土矿石的热化学活化脱硅.pdf

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中南大学 博士学位论文 铝硅矿物的热行为及铝土矿石的热化学活化脱硅 姓名:李光辉 申请学位级别:博士 专业:矿物加工工程 指导教师:姜涛;邱冠周 20020701摘 要 摘 要 本论文为“国家重大基础研究发展规划‘’计划”项目资助课题。 为了有效利用储量丰富的中低铝硅比铝土矿石,并为拜耳法氧化铝生产工艺提供优 质原料,本文采用热重分析、差热分析、红外光谱分析、.射线粉晶衍射分析和高分辨 率固体核磁共振分析技术,系统研究了铝土矿中的常见铝硅矿物的加热相变规律,以及 铝土矿石的热化学活化脱硅行为,开发了铝土矿热化学活化脱硅新工艺,获得了以下一 些主要结果: 铝硅矿物的热行为 叶蜡石:在℃以下,叶蜡石主要脱去吸附水,其结构和物相基本没有变化。从 左右开始失去羟基。八面体阳离子中心的配位方式由六配位”变为五配位 ”、四配位“。随着温度的提高,五配位”将向四配位“和六配位“转化。脱 羟基的同时,.四面体层中?.的键角增大,原子间的相互连结被削弱。但 失去羟基后的脱水叶蜡石仍然保持着类似于叶蜡石的层状骨架结构。 脱水动力学研究表明,叶蜡石的脱水反应遵循随机成核与长大规律,反应表观活化 . . 。 能 .~、表观频率因子 温度达到。后,脱水叶蜡石层状骨架结构破裂,生成无定形。但此时也 开始有少量莫来石晶体形成。超过℃后,无定形将逐渐转化成方石英。 高岭石:~℃时,高岭石失去羟基转变成偏高岭石,八面体结构中由六 配位”变为五配位”和四配位“,但更高温下五配位”将转变为六配位“和四 配位“。脱羟基作用导致高岭石的氢氧铝八面体结构层发生严重地畸变和破坏。 脱水动力学研究表明,高岭石晶体结构中内、外羟基失去的顺序不同,使反应机制 在.左右时发生

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